Аналіз процесів видавлювання в умовах тривимірної течії металу - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ Інститут АНАЛІЗ Процесів Видавлювання В УМОВАХ ТРИВИМІРНОЇ ТЕЧІЇ МЕТАЛУ Cпеціальність 05.03.05 - процеси та машини обробки тиском Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Кротенко Галина Анатоліївна Харків ? 2011 Дисертацією є рукопис Робота виконана на кафедрі обробки металів тиском Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Автореферат розісланий 27.05. 2011 р. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 64.050.10 В.Г. Сукіасов ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ холодний видавлювання тривимірний метал Актуальність теми. У різних галузях приладо- і машинобудування застосовуються порожнисті деталі, що мають неоднакову товщину стінки по периметру. Видавлювання дозволяє отримувати деталі, що характеризуються високою зносостійкістю та міцністю. Не зважаючи на значні переваги, застосування видавлювання деталей із змінною по периметру товщиною стінки стримується через те, що цей процес ще недостатньо досліджений, а отримані математичні моделі неадекватно його описують. Окрім великих навантажень під час видавлювання деталей цього класу, процес характеризується значною нерівномірністю деформації, тому висота деталі виходить змінною по периметру - утворюються так звані фестони, що призводить до зайвої витрати металу. Здобувач брав участь у виконанні держбюджетних НДР МОН України: “Розробка високопродуктивних матеріало- і енергозаощаджувальних технологічних процесів обробки металів тиском, конструювання високостійких штампів, створення САПР в ОМТ”, “Розробка теоретичних основ комп’ютерних кластерних технологій і унікального програмно-апаратного комплексу для дослідження складних і надскладних механічних систем” (ДР №0107U006813), та договорів про співробітництво з ДП “Завод ім. В. О. Малишева”, ВАТ “Харківський тракторний завод ім. С. Орджонікідзе”, “Головний спеціалізований конструкторсько-технологічний інститут” ( м. Маріуполь). Мета роботи - розробка рекомендацій з удосконалення технології виготовлення широкого класу деталей із змінною по периметру товщиною стінки та конструювання штампів на базі науково обґрунтованих математичних моделей процесів видавлювання в умовах тривимірної течії металу. Для досягнення зазначеної мети розв’язані наступні задачі: – аналіз деформованого стану в процесах видавлювання деталей в умовах тривимірної течії металу; – розробка математичних моделей трьох процесів: видавлювання в умовах радіальної течії металу; видавлювання в умовах тривимірної течії металу; виготовлення заготованки в умовах тривимірної течії металу; – числові розрахунки процесу формозміни і силового режиму процесу видавлювання; – експериментальні дослідження формозміни і енергосилових параметрів процесу видавлювання в умовах тривимірної течії металу; – розробка рекомендацій з виготовлення деталей видавлюванням в умовах тривимірної (невісесиметричної) течії металу, а також з конструювання штампів. Значний внесок у розвиток теорії та практики видавлювання зробили Е. Зібель, Х. Кудо, О. А. Ганаго, І. Я. Тарновський, Л. В. Прозоров, А. Г. Овчинников, Л. Г. Степанський, та інши. а б в г Рис. 1. (1) Тут ? змінна в процесі деформації активна сила, H; vп ? швидкість пуансона, м/c; (?i) ? напруження течії як функція інтенсивності деформації ?i,, Па; V ? обєм зони в осередку деформації, м3; ? напруження тертя на контактних поверхнях, Па; A ? площа поверхні даного элемента деформованої заготованки, м2; vk, vl - швидкість уздовж узагальнених координатних осей k и l, м/c; ? напруження зсуву на поверхнях розриву швидкостей, Па; ?v - розрив швидкостей зсуву, м/c; G ? площа поверхні розриву швидкостей, м2; J ? кількість зон, на яку розбито осередок деформації; М - кількість поверхонь контактного тертя; N ? кількість поверхонь розриву швидкостей. Залежність (3) дозволяє провести аналіз силового режиму видавлювання і кінематики плину металу, визначити відносне питоме зусилля деформації , побудувати поля швидкостей для зон 1 - 4, а вже за цими даними розрахувати повне зусилля деформації F?. а б Рис. 4. схема поділу деталі на зони (а) і схема тривимірної течії в зонах 2 і 3 (б) на другій стадії видавлювання Показано, що теоретичний аналіз процесів тривимірної течії, коли vx ? 0; vy ? 0; vz ? 0 (або в циліндричній системі координат vr ? 0; v? ? 0; vz ? 0) (яку умовно названо «вихровою», як це рекомендував А. Г. Овчинников), може бути проведений у повному обсязі.